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秦岭内地,云海苍莽。在千山万壑之间,一座巨型地道洞门如钢铁巨龙般俯首耸立——这便是本年4月11日贯穿的新建陕西西安至湖北十堰高铁(以下简称“西十高铁”)操控性工程西岭地道。
作为西十高铁穿越秦岭山区最长的Ⅰ级高危险地道,西岭地道以±1.7毫米的横向精度、±3.1毫米的纵向精度、±5.6毫米的高程精度贯穿,标志着西十高铁制作取得了关键性发展,为后续无砟轨迹施工奠定了坚实基础。
“西岭地道规划为双洞单线公里,犹如‘地下长城’,需求选用4座斜井、20个工作面一同施工。这儿的地质条件之杂乱,可谓一座‘地质博物馆’。”中铁七局西十高铁3标二分部总工程师何心德介绍,“地道穿越6类围岩、2处大型断层、8处褶皱、5公里的软岩大变形、10处洞身浅埋段,施工全套工艺流程中,咱们时刻面临着微瓦斯溢出、岩溶、突涌水、顺层崩塌等危险。”
尤其在浅埋段施工中,因为覆土薄、岩层改变频频且结构较为杂乱,团队选用配备智能压力传感体系的悬臂掘进机。“机械臂能实时感知岩层改变,主动调理掘进参数,不只能将喷发混凝土超耗率下降40%,还能下降地道崩塌危险。”何心德说,“这相当于把岩层当‘豆腐’切,在‘薄如蛋壳’的浅埋层完成‘零扰动施工’。”
但是,斜井进入正洞施工后,转变为4个掌子面,也便是开挖坑道进程中不断向前推动的工作面。施行工程人员发现,若仍按原规划选用4台风机、布设4条风袋别离通风,通风管道会在这个斜井小断面辅佐坑道占有过大的空间,导致施工机械设备难以通行。“其时,我先在地道里仔仔细细地调查,然后回到办公室安排技能人员一同重复证明办法可行性,最终选用两台风机承当4个掌子面的施工通风,在斜井规模选用两条风袋,进入正洞再一分为二,凭借流体力学理论树立模型对风量、风压进行检算,保证掌子面风量足够。”何心德至今浮光掠影。
团队选用了先进的断面扫描仪——3D激光扫描仪。曾经的断面仪一次只能扫一个断面,用时10分钟;而3D激光扫描仪能够收集60米规模的断面数据,可按30厘米切取一个断面,取点距离20厘米,也只需求10分钟。这极大地提高了断面扫描功率,协助施行工程人员把握现场开挖状况,并能及时作出调整爆炸参数,继续操控开挖掘进水平。
“为了摸清岩层的‘脾气’,咱们还构建了‘三位一体’智能勘探体系。”项目工程部部长郑向南介绍,地质雷达与超前钻探组成“地质侦察兵”,像做“微创手术”相同取芯剖析;运用TSP地震波法进行岩体“CT扫描”,猜测断层参数辅导支护规划;动态监测渠道作为“才智大脑”,在岩体完好性指数低于0.3或地下水流量打破10立方米/小时阈值时,会当即宣布警报。
2023年7月的一场暴雨,查验了这套体系的可靠性。地道出口边坡忽然宣布2.3毫米/小时的位移警报,团队当即启动了由50台光栅水准仪组成的智能监测网。“曩昔遇到雨天,人工监测常常受限,仪器损坏也是常事。现在,即便0.1毫米的纤细变形,也逃不过‘电子眼’的捕捉。”项目测量员李晓林轻点平板电脑,边坡的三维模型明晰出现,每一处纤细位移都被精准定位和记载。
“突涌水!全员撤离!”2022年隆冬的一个深夜,3号斜井忽然响起的警报声划破夜空。项目现场副经理孙建军回想:“听见警报,我当即摁下了‘赤色中止键’,应急照明瞬间把地道点亮了,20名工人沿着墙上的荧光标识成功撤离,整一个完好的进程只花了12分钟。”人员撤离后,总排水才能达600立方米/小时的体系好像地下排水“大动脉”,将突发的涌水转化为可控水流,保证了地道施工进度不受影响。
触目惊心的抢险背面,是团队“防备—预警—处置—康复”全链条应急机制的成功施行。从发现险情到操控局势,每个环节都严密联接:每隔50米设置的应急照明设备指示了生命通道,200千瓦的发电机保证了排水动力,针对职工的定时演练提升了应急才能,而与当地医疗、消防部分树立的联动协议“双保险”,则为救援上了最终一道锁。
西岭地道是西安至十堰高速铁路的全线操控性工程,具有以下特色:地道结构选用双洞单线公里,是现在全国高铁已贯穿项目中总施工长度最长的Ⅰ级高危险地道;洞身穿越泥岩、砂岩、石英片岩等6类岩层,途经2处大型断层、8处褶皱结构带及10处浅埋段,集中了岩溶发育、突涌水、软岩大变形、微瓦斯溢出等12项高危险不良地质问题;施工安排难度大,经过4座斜井拓荒20个工作面同步立体作业,需和谐2000余名制作者24小时不间断施工,办理杂乱度极高。
项目2022年3月开工,立异运用智能制作技能,使用地质雷达超前预告、三维激光扫描、无人机歪斜拍摄实时监测地质改变,结合悬臂掘进机、自铺式智能衬砌台车等配备动态调整施工参数,战胜各类难题,历时1100余天,于2025年4月完成贯穿。估计到2026年6月,西十高铁通车后,西安至十堰通行时刻将缩短至1小时,武汉至西安通行时刻紧缩至2.5小时,助力沿线经济社会继续健康发展。